孫芳芳 逯 瑩 石紅艷

(雙鴨山市氣象局)

兩個在海參崴二次登陸的臺風對雙鴨山市影響的對比分析

孫芳芳 逯 瑩 石紅艷

(雙鴨山市氣象局)

本文利用地面觀測資料、NCEP再分析資料和紅外衛(wèi)星云圖等對2015年15號臺風“天鵝”和2016年10號臺風“獅子山”給雙鴨山市帶來的影響，從路徑、環(huán)境場、水汽通量等方面進行了對比分析。結果表明“天鵝”暴雨是受臺風內(nèi)部中尺度對流系統(tǒng)影響產(chǎn)生的；“獅子山”暴雨不是由臺風本身產(chǎn)生的，而是由臺風外圍和入海低渦共同影響產(chǎn)生的。

臺風 暴雨 環(huán)境場 水汽通量

引言

臺風直接影響黑龍江省的情況極少，多為臺風登陸后變性為低氣壓或者變性低壓與冷鋒合并影響黑龍江省產(chǎn)生暴雨[1]。2015年15號臺風“天鵝”和2016年10號臺風“獅子山”均在海參崴附近二次登陸，都直接或間接影響雙鴨山市出現(xiàn)了暴雨天氣，兩個臺風在路徑、登陸變性后的影響范圍、降水強度等方面都有較大差異。本文從兩個臺風的環(huán)境場、水汽、不穩(wěn)定能量等方面進行對比分析，為以后的預報提供可供參考的經(jīng)驗。

1 臺風概況對比

1.1臺風路徑對比

臺風“天鵝”2015年8月15日生成于阿加尼亞東部太平洋洋面(148.2°E，12.9°N)，中心氣壓998hPa，以12km/h的速度向西偏北方向移動， 21日在菲律賓北部海域折向東北方向，隨后沿著我國釣魚島及東海向東北方向移動， 25日登陸日本九州島后進入日本海，27日在海參崴二次登陸向西北進入牡丹江市(登錄時中心氣壓為982hPa)。27日08時其中心位于131°E，44.3°N，中心氣壓為995hPa，給雙鴨山市帶來暴雨天氣。臺風“天鵝”的移動路徑是比較典型的轉向路徑[2]。

臺風“獅子山”2016年8月19日生成于日本本州以東洋面(141.4°E，33.1°N)，中心氣壓994hPa，向西南方向移動，26日至沖繩島以南洋面逆向旋轉折向東偏北方向移動，29日轉為北偏西方向，30日登陸日本本州東北部地區(qū)后進入日本海，由臺風外圍與入海低渦共同影響，雙鴨山市出現(xiàn)暴雨天氣。31日臺風在海參崴二次登陸向西偏南進入吉林省(登錄時中心氣壓為975hPa)。臺風“獅子山”的移動路徑異常。

圖1 臺風“天鵝”與“獅子山”路徑對比圖

1.2影響雙鴨山市降雨情況對比

受臺風“天鵝”影響，雙鴨山市2015年8月28日08時～29日08時雙鴨山市42個測站(國家級地面測站5個，區(qū)域雨量、山洪自動站37個)出現(xiàn)5個站暴雨，1個站大雨，8個站中雨，降水量最大為寶清縣龍頭鎮(zhèn)76.7mm。29日08時～30日08時出現(xiàn)1個站暴雨，15個站中雨，降水量最大仍為寶清縣龍頭鎮(zhèn)78.7mm。暴雨導致寶清縣7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，40個行政村受災，農(nóng)業(yè)受災面積3406hm2，造成直接經(jīng)濟損失754萬元。

2016年8月29日08～30日08時受臺風外圍和入海低渦共同影響，雙鴨山市34個有效測站(國家級地面測站5個，區(qū)域雨量、山洪自動站29個)出現(xiàn)6個站暴雨，降水量最大為嶺東區(qū)57.9mm，其余均為大雨。臺風二次登陸后8月30日08～31日08時出現(xiàn)6個站大雨，11個站中雨，降水量最大為集賢34.7mm。本次過程導致集賢縣5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)56個村受災，經(jīng)濟損失2261萬元；寶清縣3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)17個村受災，農(nóng)業(yè)受災面積3792hm2，經(jīng)濟損失1729萬元。

2 環(huán)境場對比

2.1環(huán)流形勢對比

2015年8月15日歐亞中高緯以經(jīng)向環(huán)流為主，我國東北為低渦，朝鮮半島有低渦底部向南伸的低壓槽，副高呈東西向帶狀，588線穩(wěn)定在30°N。15號臺風“天鵝”與16號臺風“艾莎尼”相繼生成，均沿著副高南側偏東引導氣流西移。18日歐亞大陸中高緯環(huán)流經(jīng)向度加強，蒙古國為強低渦，其東部為弱低渦在日本海，蒙古強低渦上游為高壓脊(西脊)，脊線在100°E，日本海弱低渦下游為另一高壓脊(東脊)，脊線在140°E，雙臺風加強，副高北抬脊線到達30°N。21日西風帶西脊和強低渦加強東移，低渦移至吉林省(東北低渦)，雙臺風加強成強臺風，副高斷裂呈塊狀略南落，雙臺風沿塊狀副高西緣偏南引導氣流折向偏北方向，后由西南引導氣流向東北方向移動。22日以后中高緯主要受大陸高壓影響，東北低渦減弱消失。25日副高加強北抬，“天鵝”繼續(xù)北上，在日本本州登陸后進入日本海。27日臺風在海參葳二次登陸，西脊前有冷空氣南下，使登陸變性后臺風在我國東北再次加強并穩(wěn)定維持，給雙鴨山市帶來暴雨天氣。31日東脊減弱，變性臺風減弱消失，雙鴨山市降水逐漸停止。

圖2 NECP再分析資料：2015年8月27日08時500hPa高度場(單位：位勢米)

2016年8月19日08時歐亞中高緯以緯向環(huán)流為主，有短波槽活動，副高呈塊狀，脊線在28°N，臺風“獅子山”生成后，沿著副高底部偏東引導氣流向西移動。20日臺風“圓規(guī)”在獅子山以東洋面生成，但強度弱生命史短暫，本文不做討論。21～25日有西風槽東移至我國東北，對臺風及副高無影響，副高強而穩(wěn)定，臺風繼續(xù)加強西移。26日有西風槽攜帶較強冷空氣東移入我國東北，海上副高明顯南落，臺風沿塊狀副高西北緣的西南引導氣流折向東北方向移動。28日西風槽入海加強切斷成渦并東移，臺風于30日登陸日本本州東北部地區(qū)后進入日本海與低渦合并，其東部為高壓脊與長軸轉為南北向的副高同位相疊加[3]形成的西北—東南向高壓帶。31日合并后的臺風二次登陸海參葳，東部穩(wěn)定的高壓帶和低渦西部冷空氣的不斷補充，使低渦與臺風合并后的低壓系統(tǒng)加強并維持較長時間，給雙鴨山市帶來了多日持續(xù)的大強度降雨天氣。9月1日以后合并后的低壓系統(tǒng)逐漸減弱，降水強度也相應減弱。

圖3 NECP再分析資料：2016年8月31日08時500hPa高度場(單位：位勢米)

2.2溫濕場對比

“天鵝”進入日本海之前暖心結構明顯，8月25日進入日本海之后，有前期東北(切斷)低渦所攜帶的冷空氣東移進入臺風。臺風二次登陸時， 27日500hPa高度以下臺風內(nèi)部呈現(xiàn)南冷北暖結構。28日東部高壓脊減弱，副高南落，臺風東南部偏南、東南低空急流顯著，將暖濕的海洋氣流輸送至我國東北北部，臺風內(nèi)部為東暖西冷結構。東暖西冷的溫度結構，攜帶大量水汽的低空急流，為雙鴨山市產(chǎn)生暴雨天氣提供了極為有利的溫濕條件。30日低空急流減弱逐漸消失，變性臺風隨后減弱消失，雙鴨山市降水也隨之減弱停止。

雙鴨山市2016年29日08時～30日08時出現(xiàn)的全區(qū)大到暴雨天氣，500hPa上主要表現(xiàn)為由西風槽入海加強切斷成渦所攜帶的冷空氣與臺風外圍暖空氣共同影響產(chǎn)生的。30日臺風在日本登陸后進入日本海與強低渦合并，東部強西北—東南向高壓帶，暖空氣在強高壓帶后部穩(wěn)定維持，而冷空氣沿低渦后部不斷南下東移，合并后低壓系統(tǒng)呈東暖西冷結構，冷暖空氣在我省東部交綏匯，而雙鴨山市受暖空氣影響，降水略減弱。31日合并后的臺風二次登陸后，副高西伸，低渦西移后逐漸減弱消失，雙鴨山市降水隨之減弱。因此臺風“獅子山”本身對雙鴨山市降水影響不大，而是其外圍與西風帶強低渦共同作用造成的。

3 物理量對比

3.1水汽通量對比

臺風“天鵝”二次登陸后，8月27日08時從水汽通量場分布來看，水汽通量大值層在700～925hPa之間，水汽通量中心值分別為14、32、20g·cm-1·hPa-1·s-1，雙鴨山市位于大值區(qū)西部且水汽通量梯度大的區(qū)域內(nèi)，全市700～925hPa水汽通量分別為12～14、12～32、10～20g·cm-1·hPa-1·s-1，雙鴨山市降水開始。此后水汽通量大值區(qū)西移，各高度水汽通量均逐漸減小，雙鴨山市28～29日位于水汽通量大值區(qū)中心，降水量級大。30日水汽通量大值區(qū)繼續(xù)西移減小，雙鴨山市降水逐漸減弱。暴雨發(fā)生在水汽通量大值中心區(qū)域。

2016年8月29日，雙鴨山市500～925hPa均為水汽通量大值區(qū)，水汽通量最大值在850hPa，雙鴨山市在水汽通量大值中心的西部梯度最大的區(qū)域內(nèi)，全區(qū)水汽通量為10～26 g·cm-1·hPa-1·s-1，這是低渦前東南氣流和臺風北部偏東氣流共同作用，將海上暖濕空氣輸送至我省東部，為雙鴨山市出現(xiàn)大范圍大到暴雨提供了有利水汽條件。29～30日水汽通量大值區(qū)隨臺風與入海低渦合并后西移而向西移動，水汽通量逐漸減小，雙鴨山市一直位于水汽通量大值梯度最大的區(qū)域內(nèi)，31日以后水汽通量逐漸減小，雙鴨山市降水也逐漸減弱。暴雨發(fā)生在水汽通量大值梯度大的區(qū)域。

3.2K指數(shù)對比

“天鵝”影響雙鴨山市期間，K指數(shù)大值中心在我省中部，雙鴨山市K指數(shù)一直大于30℃，臺風內(nèi)部不穩(wěn)定能量較大，降水空間分布不均，暴雨站較少且分散，這說明暴雨可能由臺風中的中尺度對流系統(tǒng)造成。

2016年8月29日雙鴨山市受入海低渦和“獅子山”外圍共同影響時，K指數(shù)在12～20℃，且梯度較大，當日24小時雙鴨山市全區(qū)出現(xiàn)大到暴雨天氣。30日開始雙鴨山市K指數(shù)增大，但梯度明顯減小，降水量級減小，大雨站減少且分散。

4 臺風結構特征對比

“天鵝”在逐漸靠近菲律賓時，從衛(wèi)星云圖上可以看到明顯的臺風眼區(qū)，臺風云系密實。離開菲律賓靠近我國釣魚島進入東海時，臺風云系減弱，但由于有西南急流云系不斷卷入臺風東南部，使得臺風云系在東海加強，臺風眼區(qū)再現(xiàn)，臺風主體云系密實但范圍縮小。臺風一次登陸后，云系迅速變得松散，中心區(qū)消失。臺風二次登陸后影響雙鴨山市出現(xiàn)暴雨時，臺風云系呈稀疏的螺旋狀，冷暖、干濕空氣不斷快速卷入云系內(nèi)部使云系動力條件、濕度條件充足能夠長時間維持，同時在雙鴨山市上空有離散的顆粒狀中尺度對流云[4]的存在，因此該日暴雨站較少且分散。30日后云系消散。

圖4 2015年8月28日10時fy2紅外衛(wèi)星云圖

2016年8月29日,入海低渦和臺風云系共同作用自東向西進入雙鴨山市，云系前部邊緣清晰，云系密實，云頂亮溫低，后部有暖濕空氣不斷卷入云系，使云系得以穩(wěn)定維持，使雙鴨山市出現(xiàn)全市范圍大到暴雨。30日以后臺風與低渦合并后，云系螺旋性增強，主體西移，云系后部因有暖濕空氣的補充，使得云系不斷有中尺度對流云生消，使雙鴨山市出現(xiàn)多日的陣性降水天氣，降水量級偏小。

圖5 2016年8月29日14時fy2c2d紅外衛(wèi)星云圖

5 結論

(1)臺風“天鵝”路徑是較典型的轉向路徑，為西偏北—東北—西北；臺風“獅子山”路徑異常，為西偏南—東北—北—西北。

(2)“天鵝”暴雨站分散、單站降雨量級大；“獅子山”全市范圍大到暴雨量級，災害范圍更廣，損失更重。

(3) “天鵝”與“獅子山”生成區(qū)域一南一北。副高形態(tài)上，一個呈帶狀，脊線在30°N；一個呈塊狀，脊線在28°N。臺風“天鵝”與“艾莎尼”相伴生成，相互影響，帶狀副高斷裂、北抬，使“天鵝”能夠在海參葳二次登陸影響雙鴨山市產(chǎn)生暴雨天氣；“獅子山”則是沿塊狀副高外側引導氣流移動，并受到中高緯度脊線在140°E附近高壓脊與副高同位向疊加形成的高壓帶西側偏南引導氣流的影響北上，與切斷低渦相互作用影響雙鴨山市出現(xiàn)全市范圍的大到暴雨天氣。

(4)“天鵝”影響雙鴨山市出現(xiàn)暴雨時，臺風內(nèi)部先是北暖南冷結構，后由于暖濕空氣隨偏南、東南低空急流進入臺風東部，臺風內(nèi)部變?yōu)闁|暖西冷結構；“獅子山”影響雙鴨山市28日出現(xiàn)全市范圍大到暴雨，主要是低渦冷空氣和臺風外圍暖空氣的共同作用，臺風一次登陸后與低渦合并，臺風內(nèi)部東暖西冷，雙鴨山市受暖空氣控制降雨減弱。

(5)“天鵝”暴雨出現(xiàn)在水汽通量大值中心區(qū)域；“獅子山”暴雨出現(xiàn)在水汽通量大值梯度大的區(qū)域。

(6)從不穩(wěn)定度上看，“天鵝”暴雨K指數(shù)一直大于30℃；“獅子山”大到暴雨K指數(shù)在12～20℃，梯度較大。從結構上看，“天鵝”云系始終保持螺旋結構，在影響雙鴨山市時云系內(nèi)部有離散的顆粒狀對流云，使暴雨量級大而分散；“獅子山”外圍與切斷低渦共同影響雙鴨山市時，其云系密實，前部邊緣清晰，水汽充沛，出現(xiàn)的暴雨范圍大且均勻。即“天鵝”暴雨是中尺度系統(tǒng)產(chǎn)生，“獅子山”大到暴雨則是臺風外圍與低渦兩個天氣尺度系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的。

[1]賈艷輝,張晰瑩,景學義.9906號臺風登陸后異常路徑及其造成黑龍江省暴雨的成因[J].氣象科技,2000,(2):24.

[2]朱乾根,林錦瑞,壽紹文等.天氣原理和方法[M].(第四版),北京:氣象出版社,2007.521-522.

[3]許英杰,尹嫦姣,張宇.2012年兩次臺風造成黑龍江省大范圍暴雨的成因?qū)Ρ确治鯷J].黑龍江氣象,2014,31(2):5.

[4]章國材,矯梅燕,李延香等.現(xiàn)代天氣預報技術和方法[M].北京:氣象出版社,2007.54-55.

ComparativeAnalysisofTwoTyphoonLandingonVladivostokAffectedShuangyashan

SunFang-fangLuYingShiHong-yan

(First-author's address:Shuangyashan Meteorological Bureau, Shuangyashan 155100,Heilongjiang,China)

Using the ground observations, NCEP reanalysis data and infrared satellite images, we analyzed the impacts of Typhoon "Swan" and "Lion Rock" on Shuangyashan in term of characteristics of paths, environmental factors and water vapor flux. The results showed that the rainstorm was caused by mesoscale convective systems in "Swan", while it was caused by the periphery of typhoons and low vortex in "Lion Rock".

typhoons; rainstorm; environmental factors; water vapor flux

孫芳芳(1983-)，女，黑龍江雙鴨山人，工程師，學士，天氣預報。通信地址：黑龍江省雙鴨山市尖山區(qū)凈水路64號，雙鴨山市氣象局。

2017-06-29

責任編輯：徐永飛

校對：王 征